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5月19日の毎日新聞に

2020年ごろにオゾンホールの回復傾向が認められるようになり、21世紀半ば頃にはオゾンホールは解消される」という結果を得たと発表した

という記事がありました。オゾンホールが拡大して温暖化問題につながるという話は聞いたことがありましたがなぜ穴がふさがるのか理由がわかりません。温暖化問題はなにもしないでもそのうちに解決するというこたなんですか?
ご存知の方いらっしゃいましたらお願いします

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A 回答 (7件)

化学で回答していたのですが、あちらが削除されてしまったので、こちらにペーストします。


No.6のご意見とほぼ同じになると思います。
なお、フロン自体は空気よりも密度が大きいので、上空に上がると言うよりも、地上で発生したものが上空に拡散すると理解するべきです。


*以下、「化学」からコピー&ペースト
オゾンホールと温暖化は原因が異なると理解しています。
オゾンホールの原因は、フロンであると言われますが、厳密にはフロン中の塩素原子のようです。炭素-塩素結合が紫外線で切断され、発生する原子状の塩素が
オゾンを破壊するということです。その破壊が連鎖的に進むために、少量の塩素原子が多量のオゾンを破壊します。
上述のように、問題はオゾンではなく、炭素-塩素結合を有する物質と言うことになりますので、フロンのみならず、四塩化炭素などもオゾン層を破壊するとされています。逆に言えば塩素を含まないフロンはオゾン層を破壊しないということになります。

ただし、オゾン層は塩素原子によって破壊されると同時に、空気中の酸素から作られてもいます。結局は両者のバランスの問題です。フロンなどの濃度が減少すれば、オゾン層の破壊の速度も遅くなり、あらたに発生するオゾンの量がそれに追い付くと言うことでしょう。


http://www.matse.fukui-u.ac.jp/~sakan/ozone.html

http://www.eic.or.jp/library/ecolife/knowledge/e …
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なんか回答が混乱してますね。



(1)オゾンホールの拡大は地球温暖化と直接の因果関係を持ちません。#1、#2参照

(2)オゾン層は自然に形成されます。
オゾンの化学式はO3で、酸素原子3つの分子です。
大気の約2割が酸素分子(02)ですが、
この分子は硬い紫外線や雷などによりエネルギーを与えられると解離し、
場合によっては酸素原子のうち一つが他の酸素分子と化合してO3になります。
オゾン層のオゾンの主たる供給源は太陽からの紫外線によるO2分解とO3生成と考えられています。

(3)フロンがオゾン層に到達するとオゾン濃度が低下します
オゾン層では常にオゾンの生成と分解が起こっており、
生成速度と分解速度の釣り合う濃度で均衡します。
フロンは紫外線によって分解して塩素を放出し、
この塩素が触媒となってオゾンの分解速度を速めます。
この結果、フロンがオゾン層に到達するとオゾン濃度が下がります。

(4)フロンの排出を止めるとオゾン濃度は回復すると考えられています
オゾン層からオゾンを分解する触媒が拡散して濃度が下がると、オゾン濃度は上昇します。
塩素などハロゲン(17族)は非常に反応性が高く、基本的には地上で反応して固定されます(海水中には億トンとか兆トンという単位の塩化物イオンが溶けています)。
フロンは非常に安定しており、塩素を含む気体としてはオゾン層まで分解せず到達する数少ない物質の一つです。
新聞に掲載された試算は「オゾン層への触媒の供給はフロンおよび代替フロンのみである」と仮定し、
フロン等排出量とオゾン濃度の変化をデータとし、触媒拡散速度などを推測した上での推定と思われます。

オゾンホールは地球温暖化などに比べて遥かに機序が明確に分かっているので、
この予測はまあまあの精度ではないかと個人的には評価します。
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オゾンホールの原因物質について!


空気と同等か軽い有機性のガス類が主な原因物質です。フロンガスに限らず揮発性有機溶剤(VOC類)も同じです。只、前者と後者では大きな違いがあります。それは、ハロゲン物質を含むガスか含まないかです。ハロゲン物質とはダイオキシン類のベースとなる元素で5種類あります。代表的な物質としては塩素、フッ素、臭素です。フロンガスの場合塩素、フッ素の2種の化合物です。通常の有機性ガスはオゾン層で発生するオゾンで水と二酸化炭素に分解し無害化します。しかし、ハロゲン物質は単体のガスでは存在できないので他の物質と化合しようとします。この為、残ったハロゲンガスがオゾンを分解し続けます。これがオゾンホール発生の主原因です。オゾンホール修復にはオゾン層中のハロゲンガスの回収か、時間と共に濃度が低下するのを待つ方法しかありません。よって、ハロゲン物質使用を全廃すれば記事どうりになると思います。しかし、ハロゲンを含む製品は多く、塩素は塩化ビニルや水道水、フッ素はテフロン(フライパン)やパッキン、臭素はABS樹脂や難燃素材など様々な製品に使用されています。果たして記事の予測は当るのでしょうか?
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オゾンホールに関する考え方にはいろいろあり、まだどれが本当かはよくわかっていません。


オゾンホールの回復の理由として考えられているものとしては冷蔵庫のリサイクルなどが進む、または大開フロンにより大気中にフロンが放出されることが少なくなった、雷(オゾンは高圧の電気で精製される)などによりオゾンが増えたなどが考えられます。
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おっと質問に答えるのを忘れていました。



>なぜ穴がふさがるのか理由がわかりません。
オゾンホールの原因物質であるフロンの、大気中への放出が努力によって減少しているから、です。
1987年に「オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書」の採択というのがありまして、先進各国の努力のたまものです。

http://slashdot.jp/science/article.pl?sid=06/05/ …
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オゾンホールの拡大が主に引き起こす問題は皮膚がんの増加など、紫外線の増大による生物への影響です。


温暖化問題に関係するとは聞いたことがありません。

温暖化の主原因は二酸化炭素やメタンなど温室効果ガスの増加、人間の経済活動による熱の放出などです。
オゾンホールと温暖化はあまり関係ないはずです。
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オゾンホールの原因はエアコンの冷媒として使われているフロンです。


http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%82%BE% …

地球温暖化のメインは化石燃料の消費により二酸化炭素濃度が上がる温室効果です。フロンも少し関係してますが。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B8%A9%E5%AE%A4% …
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Qオゾン層 紫外線吸収のメカニズム

オゾン層が紫外線を吸収するメカニズムについて調べております。
お詳しい方がおられましたら、ぜひご教授いただければ幸いです。


オゾンが酸素分子と酸素原子から生成されるとき、紫外線の作用で酸素分子が酸素原子が解離することは知っています。
オゾンの生成熱はおよそ-145kJ程度ですから、上記の反応でオゾンが生成されるときにエネルギーが必要になります。このエネルギーを紫外線が与えているとすれば納得できます。

としますと、オゾンが紫外線の作用でまた分解することと、その際にエネルギーが系の外に放出されること、オゾン層が紫外線を吸収する事実、この3つがつながらないのです。


ウィキペディアでオゾン層の項目を見ますと、反応の過程におけるエネルギーの授受が示されていますが、一般式なのでその規模がわかりません。
検索していくつかのサイトも参考にしましたが、「オゾン層は紫外線を吸収する」という一般的なレベルにとどまっているところが多く、疑問が解決できませんでした。



詳細な説明がある文献やサイトの情報でもありがたいです。
よろしくお願いいたします。

オゾン層が紫外線を吸収するメカニズムについて調べております。
お詳しい方がおられましたら、ぜひご教授いただければ幸いです。


オゾンが酸素分子と酸素原子から生成されるとき、紫外線の作用で酸素分子が酸素原子が解離することは知っています。
オゾンの生成熱はおよそ-145kJ程度ですから、上記の反応でオゾンが生成されるときにエネルギーが必要になります。このエネルギーを紫外線が与えているとすれば納得できます。

としますと、オゾンが紫外線の作用でまた分解することと、その際にエネルギー...続きを読む

Aベストアンサー

> オゾンが紫外線の作用でまた分解することと、その際にエネルギーが系の外に放出されること、
> オゾン層が紫外線を吸収する事実、この3つがつながらないのです。

同じWikipediaの「成層圏」(オゾン層のページからもリンクあり)に、多少説明が出ています:
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%88%90%E5%B1%A4%E5%9C%8F

『成層圏の特徴』の段に、「成層圏で高度とともに温度が上昇するのは、成層圏の中に存在する
オゾン層が太陽からの紫外線を吸収するから」という説明があります。
つまり、O2からO3が生じるときには紫外線が吸収される一方で、O3が分解するときには紫外線
ではなく熱(赤外線)として放出されるため、全体としては「紫外線の吸収(+熱の放出)」になると
いうことでしょう。

なお、O3の分解時の紫外線は、分解反応を起こすために必要な励起エネルギーとして使用される
ものと思います。
(励起分も含めた余剰エネルギーは、分解反応後は熱として放出されることになります)

Qオーストラリアの紫外線量とオゾンホールについて

 オーストラリアの紫外線量について疑問に思うことがあり質問させて頂きました。

 紫外線量というのは低緯度であるほど多くなると言われていますが、
(ダーウィンとメルボルンではダーウィンの方が紫外線量が多い)

オゾンホールは南極大陸のあたりに分布していますよね? オゾンホールの詳しい分布図が入手できないので何ともいえないのですが、何となく
メルボルン辺りはオゾンの量が少ない地域であるように見えるんですが・・・
http://www.museum.kyushu-u.ac.jp/PLANET/05/05-4.html

メルボルン辺りはまだまだオゾンホールの開いた地域には該当していないのでしょうか?また、メルボルンあたりの地域は今後どれくらいでオゾン減少地域に該当するようになるのでしょうか?

Aベストアンサー

こんばんは

地球に横から太陽の光が当たっている様子を想像してみてください。
赤道に近いところでは地面に垂直に光が当たりますが、南極や北極に近づくと斜めから光があたるようになります。
つまり単位面積当たりの太陽光の量に違いがあります。オゾンホールは極地方にあるので直接紫外線が通過するというよりは、そのあたりでは紫外線が減衰しないと考えるほうがいいかもしれません。
紫外線の絶対量で比べれば赤道地方のほうが多いのでしょうが、透過率で比べればオゾンホール付近の方が大きいのだと思います。
もともと紫外線が多いところでは生物もそれなりに対応しているのでしょうが、普段紫外線の少ないところで、紫外線が増えてくれば問題になるのでしょうね。

Qフロンのオゾン層破壊に対する環境問題について

フロンはどのくらいの時間をかけてオゾン層に到達するのか教えてください。
あとフロンが上空に上がっていくのは密度が小さいからということでいいですか??
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

正確にはわかりませんが、成層圏にフロンが到達するのは数年と言われています。
フロンは空気よりも比重は重いです。ですから、フロンが上空にあがるのは、ヘリウムを詰めた風船があがるのとは少し違います。科学的には少し不正確かもしれませんが、空気の動きによって上空まで運ばれると考えてください。

フロンは非常に化学的に安定で、対流圏(成層圏の下、私たちがいるところです)で分解されにくいため、成層圏まで到達してしまうのですね。仮にすぐ分解されてしまうならば、オゾン層を直接破壊することはないでしょう。

Qオゾンホールができる仕組み→南極上空の大気が薄い理由

「南極上空は大気が元々薄いので、特にオゾン層が
薄くなる。その場所をオゾンホールという。」
という記述がよく見られるのですが、なんで南極上空
は大気が薄いのかの説明がわかりません。
教えてください。

また北極にはオゾンホールが見られないのでしょうか。
見られないとしたら、その理由も教えてください。

Aベストアンサー

「南極上空の大気が薄い」という説明はどこでご覧になりましたか?そんなことはありませんよ。

 オゾン層というのは、地上約10~50kmの高さにある成層圏の中で、比較的オゾンが多い場所があり、これがオゾン層と呼ばれています。

 南極でオゾンホールが現れるのは、オゾン層が破壊される化学反応が低温の場合に進むためで、オゾンホールが現れるのは南半球の冬の季節で、最盛期は9月下旬から10月上旬です。

 では、北極でもオゾンホールが現れても良いのではないかと思われると思いますが、陸地と海の分布の差で、そうはならないのです。

 南極は極付近に大陸があり、その周りが海という環境から、極付近の上空の気温が非常に低くなりやすいのに対し、北極は極付近が海で周りが大陸のため、南極ほど上空の気温が下がらないのです。

 ですから、今まで、南極のオゾンホールと同じようなオゾンホールが北極で現れた事はありません。ただし、オゾンの量が少なくなる現象は現れており、今後もフロンなどのオゾン層破壊物質を放出し続けると、北極付近でもオゾン層が破壊される可能性は十分にあります。

参考URL:http://www.data.kishou.go.jp/obs-env/hp/3-10ozone_depletion.html

「南極上空の大気が薄い」という説明はどこでご覧になりましたか?そんなことはありませんよ。

 オゾン層というのは、地上約10~50kmの高さにある成層圏の中で、比較的オゾンが多い場所があり、これがオゾン層と呼ばれています。

 南極でオゾンホールが現れるのは、オゾン層が破壊される化学反応が低温の場合に進むためで、オゾンホールが現れるのは南半球の冬の季節で、最盛期は9月下旬から10月上旬です。

 では、北極でもオゾンホールが現れても良いのではないかと思われると思いますが、陸地と...続きを読む

Q二酸化炭素がオゾン層破壊?

二酸化炭素がオゾン層を破壊していると聞きますが、空気中での分子量が比較的高い二酸化炭素(44)がオゾン層まで上っていくのでしょうか?重い気体は比較的低いところに留まると思うのですが。また、どのように二酸化炭素がオゾン層を破壊するのでしょうか?

Aベストアンサー

まず、オゾン層を破壊しているのは古いくエアコンや、冷蔵庫の冷媒として利用されている塩素を含む「フロン」です。
二酸化炭素にはオゾン層を破壊する働きはありません。

二酸化炭素は地球から外へ出るはずの熱を通るのを妨げる性質があります。そのため、地球には多くの熱がたまって気温の上昇などにつながります。
そこから、二酸化炭素は「温室効果ガス」と言われるのです。

フロンも温室効果ガスの一種ですのでそこで混同しているのかと思います。

Qオゾンホールについて

「南極でのオゾンホールの観測…」とよく聞きますが,なぜ南極で観測するのですか?
日本や北極ではだめなのですか?

Aベストアンサー

ここにその答えが載っていると思います。

http://homepage2.nifty.com/osiete/s516.htm

http://www8.ocn.ne.jp/~yohsuke/ozone_7.htm

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%82%BE%E3%83%B3%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%AB

Qオゾンホールという用語の提案者は誰でしょうか

オゾンホールが存在することは、1986年に米国航空宇宙局(NASA)の研究者ストラスキーほかが、人工衛星ニンバスによる1978年~1986年の観測データに基づいて作成した南極上空のオゾン全量の図をNature誌(volume 322、p.808-811)に発表したことにより広く認識されるようになったと思います。でも、その発表論文ではオゾンホールの形態は描いてありますがオゾンホールという用語は提案されていません。

オゾンホールという用語を最初に提案又は使用したのは誰で、それはどの文献でしょうか。

Aベストアンサー

http://elib.dlr.de/61525/1/Ohring-AlEt-Volkert-RadiationOzone-bams2009.pdf

これによれば(P1677)

A final note: The term “ozone hole” to signify these Antarctic events was coined by Nobel Prize winner Sherwood Rowland in a seminar he gave at the Chemistry Department at the University of Maryland on 6 November 1985.

Q対流圏オゾンと成層圏オゾンの違い

成層圏に分布するO3は紫外線を吸収する一方、
対流圏のO3は赤外線吸収をするため、温室効果を持つそうですが、

成層圏と対流圏のオゾンはなぜ吸収波長が違うのですか?

また、対流圏オゾンのうち、「炭化水素、NOx、可視光線」で生成される過程(光化学反応?)について詳しく教えてください。

お願いします。

Aベストアンサー

大気化学を少しはかじったのですが、様々な素反応が組み合わさった反応サイクルが数多くあり、どこまでを「過程」としてくくったらいいのか私にはよくわかりませんが、一応回答してみます(^^;

NOx、可視光線が関与するサイクルに、NO2の光解離が引き金となる
「NO2-NO-O3サイクル」(1~3)というのがあります。
1)NO2+hν→NO+O
2)O+O2+M→O3+M  (Mはエネルギーを受け取る適当な物質)
3)NO+O3→NO2+O2

見てのとおり、オゾンは反応2で生成します。

この反応サイクルに「炭化水素が関与してNOをNO2に変える反応」が
加わると、オゾンが消費されなくてもNO2が生成する「別経路」となり、
オゾンが蓄積します。

「別経路の一例(・OHは触媒)」
4)R-CH2-H + ・OH → R-CH2・ + H2O
5)R-CH2・ + O2 → R-CH2-O-O・(過酸化炭化水素ラジカル)
6)R-CH2-O-O・ + NO → R-CH2-O・ + NO2
7)R-CH2-O・ + O2 → R-CHO + HO2・(過酸化水素ラジカル)
8)HO2・ + NO → ・OH + NO2

これらが、対流圏オゾンが「炭化水素、NOx、可視光線」で生成される過程と言えると思います。しかし、炭化水素が関与してNOをNO2に変える反応は、炭化水素の種類によっていくつかのパターンありこの例が全てではないのでご注意を。

大気化学を少しはかじったのですが、様々な素反応が組み合わさった反応サイクルが数多くあり、どこまでを「過程」としてくくったらいいのか私にはよくわかりませんが、一応回答してみます(^^;

NOx、可視光線が関与するサイクルに、NO2の光解離が引き金となる
「NO2-NO-O3サイクル」(1~3)というのがあります。
1)NO2+hν→NO+O
2)O+O2+M→O3+M  (Mはエネルギーを受け取る適当な物質)
3)NO+O3→NO2+O2

見てのとおり、オゾンは反応2で生成します。

この反応サイクルに「炭化水素が関与し...続きを読む

Qオゾン層と紫外線と人間

環境学素人です。できる限りわかりやすい説明をお願いします。
1.地球を覆うオゾン層がすべて破壊されるっっていうことはあるんでしょうか?
2.もし、あるならば、その原因はどんなものがありますか?
3.オゾン層がなくなると、地上ではどういったことが起こりますか?
4.オゾン層を通さずに紫外線を直接肌に浴びた場合、人間はどうなりますか?

Aベストアンサー

1と2は、既に解答があるように酸素が一定量以上存在する限りはないですね。ただ、酸素濃度が下がり、尚かつオゾン破壊物質(フロン、ハロンなど)が増えるとオゾンホールがもっと広がる可能性があります。

をちなみに、代替えフロン(HFC)使うとオゾン層の破壊はほとんどしませんが、その代わり環境に対する温暖化係数は二酸化炭素比で1000倍以上というとてつもない数字が出る物もあり、温暖化に高く寄与することが分かっているため、まもなく利用禁止となる予定で、ノンフロン(イソブタン-可燃性ガスです)を利用するようになるでしょう。

3、4は、人類も含めた生物の致死率は極めて高いと言えます。生命は水の中及び、屋内で紫外線を遮蔽した環境以外では数分と生息できません。これは、極短波の紫外線が地表に到達するためで、現在一般に紫外線と呼ぶものは、UVB、UVAの2つですが、その上にさらに強力で波長の短い紫外線が存在します。UV-Cは極短い波長を持ち、身体の表面に到達すると皮膚を焼きます。こんがりではなく、しっかりと焼いてくれるのが特徴で、皮膚の外側(表面)に作用します。

これが、直接地上に届くのです。通常酸素が現在の濃度およそ15~20%あればたとえオゾンホールができてもこのUV-Aが地表に届くことはありません。なぜなら、波長が短いためすぐに酸素と反応するためです。波長が短いため透過性が弱く屋内にいれば大丈夫なはずです。

しかし、これがなくなれば屋外には出られなくなるでしょう。

ちなみに、紫外線の波長UV-Bは、約10%降り注ぐだけでだいたい1時間程度でしっかりと日焼けするぐらいの強さです。まあ、真夏の海で日光浴をするとこれぐらいの量受けるかそれ以上受けるかもしれません。UV-Bは、発癌性の原因とされここ10~15年で大幅に増加しています。
屋内にはほとんど透過しません。今、昔と違って日光浴が良くないというのは、これが原因です。


UV-Aは、波長が最も長いものです。昔から日焼けの原因となっていたもので、皮膚の内側に作用するのが特徴です。UV-Cが表面であるという点から考えると分かると思いますが、波長が長いと皮膚の内側になります。BはCとAの中間で強さも中間となります。Aは常に大量に降り注いでいますが、皮膚のメラニンによって人はこれからのダメージをできる限り軽減することができます。屋内でも透過してきます。

ちなみに、生命が誕生した水中にはUVが届くことはありません。逆に言えば、UVが届かなくなったから生命は陸上に進出できたのです。今の人間もそれを遺伝として受け継いでいます。

1と2は、既に解答があるように酸素が一定量以上存在する限りはないですね。ただ、酸素濃度が下がり、尚かつオゾン破壊物質(フロン、ハロンなど)が増えるとオゾンホールがもっと広がる可能性があります。

をちなみに、代替えフロン(HFC)使うとオゾン層の破壊はほとんどしませんが、その代わり環境に対する温暖化係数は二酸化炭素比で1000倍以上というとてつもない数字が出る物もあり、温暖化に高く寄与することが分かっているため、まもなく利用禁止となる予定で、ノンフロン(イソブタン-可燃性ガスです)...続きを読む

Q環境汚染とオゾンホール

小学生のこどもに質問されたことです。

「大気汚染は役に立ってるんじゃないのか?
オゾンホールからもれてくる紫外線を
防いでくれるのでは?」

というようなことを言います。
うまく答えられない自分が情けないです。
どなたか私に代わって返答してやってもらえませんか?

Aベストアンサー

こんばんは。
小学生に説明するのは難しいですね。まず、お子さんが「大気汚染」と言っているのは、オゾンのことだろうと思います。
オゾンは人体に有害ですので、紫外線を吸収できるほどの濃度が仮に身の回りにあれば、ほとんどの生物が死滅してしまいます。

地表からおよそ10kmまでの高さを対流圏、10~50kmを成層圏と言います。紫外線を吸収するのは成層圏のオゾンで、対流圏のオゾンは濃度が薄くて、紫外線をあまり吸収できません。成層圏のオゾン濃度は対流圏の100~1000倍もあります。

また、大気汚染は必ずしもオゾンだけではなく、他にも窒素酸化物など色々ありますので、その辺もご説明願えれば幸いです。

以上から、ほんの少しだけ紫外線を吸収するかもしれないけど、生物に与える害の方が遙かに大きいから、大気汚染はなくした方が良いよ、というのが現時点の回答かと思います。

追加でご質問があれば、補足します。


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